Связанные одной цепью: как блокчейн защищает данные

Теперь представим, что нужно перевести деньги в другую страну, но с помощью блокчейна. В этом случае банк не нужен — безопасность перевода обеспечивает сама сеть блокчейн. Вот за счёт чего это произойдёт:

● Цифровой кошелёк

Интернет — небезопасное пространство, раскрывать банковские реквизиты для перевода денег рисковано.

Кошелёк — альтернатива банковскому счёту. Он может быть в виде приложения или специального физического носителя, например флешки. Вместо традиционной валюты такие кошельки используют криптовалюты. О них расскажем чуть позже. Цифровые кошельки упрощают отправку и получение платежей. При этом владелец остаётся анонимным для всех в сети. Когда пользователь создаёт кошелёк, то получает уникальные адреса, по которым можно отправлять и получать криптовалюту. Чтобы отправить деньги, нужно указать адрес кошелька получателя, сумму перевода и комиссию за то, что транзакцию включат в блокчейн.

● Подпись транзакции — альтернатива пин-коду

После отправки данных о переводе нужно подписать транзакцию с использованием приватного ключа. Это уникальная секретная фраза, которая связывает кошелёк и активы пользователя. Подпись гарантирует, что только человек, который владеет приватным ключом или знает его, может запустить транзакцию.

● Смарт-контракт вместо платёжного шлюза

Платёжные шлюзы — это сервисы, по которым проходят традиционные платежи, например от покупателя интернет-магазину. В блокчейне роль таких посредников выполняют смарт-контракты. Это различные варианты программного кода, которые содержат логику и правила для автоматического выполнения платежей и транзакций. Все компьютеры в блокчейне содержат копию смарт-контракта. Когда пользователь отправляет деньги, смарт-контракт проверяет, достаточно ли средств на счету, а в случае ошибки просто отменяет транзакцию.

● Защита от злоумышленников — в хэшировании данных

Алгоритм шифрования использует информацию о нашем переводе и преобразует её в набор символов — это и есть хэш. Главный принцип его работы: любое изменение первоначальных данных приводит к изменению рассчитываемого значения хэша.

Исходные данные из хэша просто так не восстановить — нужен ключ шифрования или значительные вычислительные мощности и время на дешифровку. Поэтому единственное, что можно будет увидеть в транзакции, — адрес кошелька получателя.

Но блокчейн не был бы блокчейном (от англ. blockchain — цепочка блоков), если бы не связывал все предыдущие хэши. Такое поведение увеличивает надёжность всей системы и усложняет жизнь злоумышленникам. В блокчейне каждая зашифрованная запись дополняется вместе с хэшем от предыдущих. Таким образом, все следующие записи зависят от тех, что уже были добавлены в систему. Если изменить хотя бы одну, придётся пересчитать хэши всех предыдущих транзакций в сети блокчейна, а для этого нужны ресурсы.

● Механизм консенсуса — альтернатива доверию банку

Консенсус нужен, чтобы подтвердить правильность транзакции. Обычно за это отвечают банки, в блокчейне вместо них — математика. Есть два основных вида консенсусов: proof of work (доказательства работы) и proof of stake (доказательство владения).

Proof of Work (PoW) напоминает конкурс по решению сложной математической задачи. Участники соревнуются, кто первым найдёт правильное решение. Каждый компьютер в сети последовательно перебирает так называемое nonce-число (“number can only be used once” — число, которое может быть использовано только раз) — целочисленное значение, при котором хэш блока будет удовлетворять определенным критериям. Например, начинаться с определенного количества нулей. Таких хэш-операций может быть и 100, и 1000 — всё ради того, чтобы найти правильное “nonce”. Когда задача становится решённой, блок добавляется в предыдущую цепочку, и транзакция становится неизменной.

Proof of Stake (PoS) — это аналог владения активами. В PoS не нужно решать сложные задачи, как в PoW. Здесь не нужны большие вычислительные мощности, и он легче и дешевле масштабируется, чем PoW. Валидирующие участники (аналог майнера в PoW) или стейкеры выбираются случайным образом с учётом количества криптовалюты, которой они владеют. Больше криптовалюты — больше шансов создать новый блок. Но PoS противоречит идее децентрализации: участники, у которых много криптовалюты, получают большее влияние в сети.

Чтобы разрабатывать блокчейн-проекты, нужно понимать основные концепции блокчейна и как работают смарт-контракты, знать Solidity, Python, Java или C++ для бэкенда и JavaScript для фронтенда приложений. Другие навыки и требования могут меняться в зависимости от проекта и платформы блокчейна. Изучить язык программирования можно самостоятельно, но на специальных курсах прогресс будет быстрее. Студенты учатся в группах с опытными наставниками и работают с примерами из бизнеса.

Биткоин придумал в 2008 году пользователь или компания под псевдонимом Сатоши Накамото. Он опубликовал документ, в котором объяснил новый способ передавать деньги от отправителя к получателю напрямую, без финансовых посредников. В этом же документе описана концепция блокчейна как основы для биткоина. Блокчейн использует концепции криптографии, поэтому новый способ обмена деньгами назвали криптовалютой.

Биткоин считается активом, аналогичным золоту, серебру или другому металлу, поэтому его добычу тоже называют майнингом. Компьютер, который первым сможет вычислить правильную пару nonce—хэш или замок—ключ, получит комиссию от всех транзакций, добытых в конкретном блоке. Это поможет владельцу компьютера или целой фермы из компьютеров компенсировать расходы на оборудование и заработать.

На примере биткоина мы уже выяснили, что блокчейн позволяет проводить безопасные транзакции без посредников. Один из блокчейнов, который уже используют для международных денежных переводов, — RippleNet. Банки и другие финансовые организации могут проводить международные переводы на этой платформе, используя цифровые активы вроде XRP. Это сокращает время и стоимость транзакций. Но технологию блокчейна можно использовать не только для транзакций. Вот ещё пять способов:

1. Децентрализованные приложения. Умные контракты открывают двери для развития децентрализованных приложений (DApps), которые работают на блокчейне и предлагают новые способы организации экономических и социальных взаимодействий. Например, в соцсети Yup можно делать свои подборки из любого контента в интернете через расширение для браузера и лайкать подборки других людей.

2. Снабжение и логистика. Блокчейн позволяет отслеживать и регистрировать каждый этап процесса поставки — от производителя до потребителя. Например, компания Walmart применяет блокчейн для отслеживания и подтверждения пути продуктов от фермы до магазина. Это помогает быстро выявлять и устранять проблемы в цепи поставок.

3. Здравоохранение. В блокчейне можно хранить электронные медицинские записи, истории болезней и результаты лабораторных исследований. Например, проект MedRec использует blockchain для хранения медицинских данных пациентов, чтобы обеспечить их конфиденциальность.

4. Голосование и выборы. На блокчейне можно создать систему электронного голосования, где каждый голос будет надежно зафиксирован, а результаты выборов невозможно изменить или подделать.

5. Путешествия. Российская авиакомпания S7 Airlines работает с блокчейном на основе Ethereum и использует смарт-контракты при продаже билетов. Это помогло сократить время расчётов между компанией и её агентами с 14 дней до 23 секунд.

Статистика по использованию блокчейна в разных бизнесах показывает, что в будущем его будут использовать чаще. Например, согласно исследованию PwC, еще в 2018 году 84% компаний исследовали блокчейн или активно работали с ним. IBM, Walmart, Maersk и JPMorgan Chase уже внедрили блокчейн-решения в свои процессы. Аналитики ожидают, что в 2024 году на блокчейн будут тратить почти в три раза больше, чем в 2021-м.

Сколько потратили и планируют потратить в мире на блокчейн-проекты. Источник: tech.co

Обратная сторона блокчейна — его недостатки. Из-за них технология может распространяться медленнее. Вот с какими проблемами придётся разобраться, чтобы блокчейн-проектов стало больше:

1. Масштабируемость. Чтобы решить эту проблему, нужно разработать новые алгоритмы консенсуса и решения, которые помогут ускорить процессы в сети и уменьшить стоимость использования технологии blockchain.
2. Регулятивная среда. Защита данных, конфиденциальность и вопросы идентификации нужно описать и составить стандарты, чтобы к блокчейн-решениям было больше доверия.
3. Интеграция блокчейнов. Разработать стандарты и протоколы, которые помогут разным блокчейнам обмениваться данными и взаимодействовать между собой.
4. «Серый» имидж. Блокчейн и криптовалюты часто ассоциируются с высокорисковыми инвестициями и подпольными транзакциями. Важно рассказывать людям и компаниям о преимуществах и возможностях технологии.
5. Экологические вопросы. Криптовалюты, которые работают на принципе Proof of Work, тратят много электроэнергии для майнинга. Чтобы снизить вред от такого блокчейна, придётся выбирать альтернативные консенсусы вроде Proof of Stake.